猴子爬山一只顽猴在一座有50级台阶的小山上爬山跳跃。上山时需从山脚至山顶往上跳50级台阶,一步可跳1级,或跳2级,或跳3级,求上山有多少种不同的跳法? (请用递归和递推方法分别实现,并比较两者的运行效率)
时间: 2024-09-17 09:06:13 浏览: 75
这个问题是一个经典的动态规划问题,可以使用递归和递推两种方法解决。
**递归解法**:
设f(n)表示到达第n级台阶的不同跳法数,递归规则如下:
- 如果n=1,只有1种方法(直接跳一级),f(1)=1;
- 否则,f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3),因为可以从前一级、前两级或前三级跳到第n级。
递归函数表达式如下:
```python
def recursive_ways(n):
if n <= 0:
return 0
elif n == 1 or n == 2 or n == 3:
return 1
else:
return recursive_ways(n - 1) + recursive_ways(n - 2) + recursive_ways(n - 3)
```
递归方法虽然直观,但由于重复计算较多,效率较低,时间复杂度大约为O(4^n)。
**递推解法**(也叫记忆化搜索或自底向上策略):
我们可以创建一个大小为n+1的数组dp[n],其中dp[i]表示到达第i级台阶的不同跳法数。这种方法避免了重复计算,提高了效率。
```python
def dynamic_programming_ways(n):
dp = [0] * (n + 1)
dp[1], dp[2], dp[3] = 1, 1, 1 # 初始化基础情况
for i in range(4, n + 1):
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2] + dp[i - 3]
return dp[n]
```
递推方法的时间复杂度为O(n),因为它只需要遍历一次数组。
**运行效率比较**:
递归方法在每次递归调用时都会进行相同的计算,造成大量冗余,而递推方法通过预先存储中间结果,避免了这种重复,因此在处理大规模数据时,递推方法会更快更有效率。对于小规模的问题,两者差距不大;但对于大型问题,递推方法的优势就很明显了。
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